Приводные специальные цепи с полым валиком ГОСТ 13568-97
Приводные специальные цепи с полым валиком по ГОСТ 13568-97 — класс тягово-приводных элементов, конструктивно отличающихся от стандартных роликовых цепей наличием сквозного осевого отверстия в валике. Это отверстие формирует канал, используемый для подачи смазочного материала непосредственно в зону шарнирного сопряжения «валик–втулка», что принципиально меняет условия трибологического контакта в сравнении с цепями с цельным валиком.
Исполнение с полым валиком применяется в передачах, где штатная картерная смазка невозможна или недостаточна: при открытом расположении узла, в условиях повышенной запылённости, при высоких окружных скоростях или значительных удельных нагрузках на шарнир. Принудительная подача масла через полость валика обеспечивает стабильную масляную плёнку в шарнире, снижая интенсивность изнашивания и предотвращая задиры при пусковых режимах.
Конструктивные особенности и геометрия
Цепи с полым валиком изготавливаются по нормам ГОСТ 13568-97, который регламентирует шаг, диаметры валиков и втулок, ширину внутреннего звена и разрушающую нагрузку. Полый валик выполняется из легированной стали с последующей цементацией и закалкой, при этом толщина стенки выбирается из условия сохранения прочности на срез и смятие при сохранении достаточного проходного сечения для подачи масла.
В зависимости от шага и серии (нормальной или усиленной) цепи с полым валиком могут иметь различные соотношения диаметра отверстия к наружному диаметру валика. Для цепей с шагом 15,875 мм и более применяются втулочно-роликовые конструкции с полым валиком, обеспечивающие подачу смазки к каждому шарниру. В ряде исполнений отверстие выполняется с фасками для облегчения центровки маслоподводящих штуцеров.
Материалы и термическая обработка
Для изготовления полых валиков используются стали типа 20Х, 12ХН3А или аналоги с цементацией на глубину 0,3–0,8 мм и закалкой до твёрдости 52–60 HRC. Пластины звеньев штампуются из стали 45, 40Х или 65Г с последующей закалкой до 38–45 HRC. Термическая обработка подбирается таким образом, чтобы сохранить вязкость сердцевины валика при высокой поверхностной твёрдости — это критично для восприятия ударных нагрузок в зубчатых зацеплениях со звёздочками.
| Шаг цепи, мм | Диаметр валика, мм | Диаметр отверстия, мм | Разрушающая нагрузка, кН | Типовая серия |
|---|---|---|---|---|
| 15,875 | 5,08 | 2,0 | 23,0 | нормальная |
| 19,05 | 5,96 | 2,5 | 32,0 | нормальная |
| 25,4 | 7,95 | 3,2 | 60,0 | усиленная |
| 31,75 | 9,55 | 4,0 | 89,0 | усиленная |
Системы принудительной смазки
Эксплуатация цепей с полым валиком предполагает наличие маслопроводящей арматуры: через неподвижный штуцер, установленный на корпусе привода, масло подаётся в торец валика и распределяется по шарнирам. Для равномерной подачи смазки вдоль всей длины цепи применяются коллекторные системы с дозирующими соплами, ориентированными на каждый валик в зоне сбегания цепи со звёздочки.
Рекомендуемые масла — вязкостью 68–220 cSt при рабочей температуре, в зависимости от нагрузки и скорости. При высокотемпературных режимах (свыше 150 C) применяются синтетические масла с улучшенной термоокислительной стабильностью. Расход смазки нормируется в пределах 0,05–0,15 л/мин на метр цепи при непрерывной работе.
Области применения
Цепи с полым валиком востребованы в передачах, где ресурс стандартных цепей ограничен из-за недостаточной смазки:
- приводы рольгангов металлургических агрегатов с интенсивным тепловым излучением;
- цепные передачи намоточных и размоточных устройств в производстве кабельной продукции;
- транспортёры агломерационных фабрик и дробильно-сортировочных комплексов;
- приводы скребковых конвейеров горнорудного оборудования;
- цепные муфты и передачи в приводах буровых установок;
- оборудование цементных заводов — цепные завесы и питатели.
Критерии выбора и монтажа
При подборе цепи с полым валиком учитываются шаг, число зубьев звёздочек, межосевое расстояние и способ подачи смазки. Монтаж требует точного совмещения отверстий валиков с маслоподводящими каналами; для этого применяются специальные переходные втулки и торцевые уплотнения, предотвращающие утечку масла. Натяжение цепи регулируется с учётом температурного удлинения: при нагреве до 100 C удлинение составляет порядка 0,1% от длины контура.
Контроль состояния в процессе эксплуатации включает измерение удлинения цепи на базовой длине и осмотр состояния отверстий валиков на предмет засорения продуктами износа. При наличии в масле абразивных частиц свыше 25 мг/л требуется установка фильтров тонкой очистки в системе смазки.
Вопросы и ответы
Чем цепь с полым валиком отличается от стандартной роликовой цепи?
Основное отличие — сквозное осевое отверстие в валике, через которое под давлением подаётся смазка непосредственно в шарнирное соединение. Это обеспечивает принудительное смазывание трущихся поверхностей даже при открытой установке передачи и в условиях, исключающих картерную смазку.
Какие типоразмеры цепей с полым валиком регламентирует ГОСТ 13568-97?
Стандарт охватывает цепи с шагом от 12,7 до 63,5 мм в нормальной и усиленной сериях. Для каждого шага определены диаметр валика, ширина внутреннего звена и минимальная разрушающая нагрузка. Конкретные размеры отверстия валика уточняются в рабочих чертежах производителя.
Какое давление масла требуется для эффективной смазки цепи с полым валиком?
Рабочее давление подачи смазки обычно составляет 0,2–0,5 МПа. При более высоких давлениях возрастает расход масла и риск выдавливания уплотнений, при пониженном давлении ухудшается проникновение масла в зазор шарнира, особенно при вязких сортах смазки.
Допускается ли эксплуатация цепи с полым валиком без принудительной подачи масла?
Технически цепь будет работать, однако ресурс шарниров резко снижается — в 3–5 раз по сравнению с режимом принудительной смазки. Полый валик без подачи масла не даёт преимуществ перед цельным и может иметь меньшую прочность из-за ослабленного сечения.
